含量28型號(hào)DFFL外觀黃色粉末貨透明液體包裝25kg/袋名稱除氟凝聚劑運(yùn)輸汽車(chē)PH4-5
復(fù)合類除氟凝聚劑是將不同種類的除氟成分進(jìn)行組合,以發(fā)揮協(xié)同作用,提高除氟效果。常見(jiàn)的復(fù)合類除氟凝聚劑有以下幾種:
鋁鐵復(fù)合凝聚劑
組成:將鋁鹽和鐵鹽按照一定比例混合制成,或者通過(guò)化學(xué)反應(yīng)制備出同時(shí)含有鋁和鐵的復(fù)合化合物,常見(jiàn)的有聚合氯化鋁鐵(PAFC)等。
特點(diǎn):兼具鋁鹽和鐵鹽的優(yōu)點(diǎn),鋁離子和鐵離子在除氟過(guò)程中產(chǎn)生協(xié)同作用。適用的 pH 值范圍較廣,形成的絮凝體顆粒大、沉降速度快,除氟效果好,且對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)能力強(qiáng),處理后的水質(zhì)清澈,產(chǎn)生的污泥量相對(duì)較少。

影響反應(yīng)機(jī)制:pH 值不僅影響凝聚劑和氟離子的存在形式,還會(huì)影響它們之間的反應(yīng)機(jī)制。在不同的 pH 值條件下,凝聚劑與氟離子之間可能發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)和物理作用。在適宜的 pH 值范圍內(nèi),凝聚劑水解產(chǎn)生的膠體表面帶有正電荷,能夠通過(guò)靜電吸引作用吸附帶負(fù)電荷的氟離子,同時(shí)還可能發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)等,使氟離子被有效去除。但當(dāng) pH 值過(guò)高或過(guò)低時(shí),膠體表面的電荷性質(zhì)可能發(fā)生改變,或者反應(yīng)體系中的其他離子平衡發(fā)生變化,導(dǎo)致凝聚劑與氟離子之間的反應(yīng)機(jī)制受到影響,除氟效果下降,此時(shí)就需要調(diào)整凝聚劑的用量來(lái)維持一定的除氟效果。

聚合反應(yīng)法
原理:利用鋁鹽和鐵鹽在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng),生成具有高分子結(jié)構(gòu)的鋁鐵復(fù)合聚合物。通常需要加入一些引發(fā)劑或催化劑來(lái)促進(jìn)聚合反應(yīng)的進(jìn)行,通過(guò)控制反應(yīng)條件(如溫度、pH 值、反應(yīng)時(shí)間等)來(lái)調(diào)節(jié)聚合物的分子量和結(jié)構(gòu),從而獲得性能優(yōu)良的鋁鐵復(fù)合凝聚劑。
操作步驟
選取合適的鋁鹽和鐵鹽,如氯化鋁和氯化鐵,將它們按照一定的比例溶解在水中,配制成混合鹽溶液。然后,向溶液中加入適量的堿性物質(zhì)(如氫氧化鈉、碳酸鈉等),調(diào)節(jié)溶液的 pH 值至一定范圍,一般在 4 - 6 之間。
在攪拌條件下,向混合溶液中加入引發(fā)劑或催化劑,如過(guò)硫酸鉀、硫酸亞鐵等。引發(fā)劑或催化劑的作用是引發(fā)鋁離子和鐵離子的聚合反應(yīng),使其形成高分子聚合物。
將反應(yīng)體系加熱至一定溫度,一般在 50 - 90℃之間,保持?jǐn)嚢璨⒎磻?yīng)一定時(shí)間,通常為 2 - 6 小時(shí)。在反應(yīng)過(guò)程中,鋁離子和鐵離子會(huì)逐漸聚合形成具有不同聚合度的鋁鐵復(fù)合聚合物。
反應(yīng)結(jié)束后,將得到的產(chǎn)物冷卻至室溫,即可得到鋁鐵復(fù)合凝聚劑。根據(jù)需要,還可以對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步的處理,如濃縮、干燥等,以獲得不同形態(tài)和濃度的凝聚劑產(chǎn)品。

鋁基除氟凝聚劑的用量計(jì)算沒(méi)有固定的公式,通常需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算,以下是一般的計(jì)算步驟和方法:基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算確定原水氟離子濃度:使用氟離子選擇性電極法、離子色譜法等準(zhǔn)確的分析方法,測(cè)定待處理原水的氟離子濃度,假設(shè)原水氟離子濃度為\(C_0\)(mg/L)。確定目標(biāo)氟離子濃度:根據(jù)相關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或處理要求,明確處理后水需要達(dá)到的氟離子濃度目標(biāo)值,設(shè)為\(C_1\)(mg/L)。進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn):按照前文提到的小試實(shí)驗(yàn)步驟,取多個(gè)相同體積V(L)的原水水樣,分別加入不同質(zhì)量m(mg)的鋁基除氟凝聚劑,經(jīng)過(guò)攪拌、沉淀等操作后,檢測(cè)上清液中的氟離子濃度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出凝聚劑用量與處理后氟離子濃度的關(guān)系曲線。從曲線上確定佳用量:在曲線上找到處理后氟離子濃度達(dá)到目標(biāo)值\(C_1\)時(shí)所對(duì)應(yīng)的凝聚劑用量\(m_{佳}\)(mg),此時(shí)的\(m_{佳}\)就是在該實(shí)驗(yàn)條件下處理體積為V的水樣所需的鋁基除氟凝聚劑的佳用量。計(jì)算實(shí)際用量:若實(shí)際處理的水量為Q(L),則實(shí)際所需鋁基除氟凝聚劑的用量M(mg)可根據(jù)比例關(guān)系計(jì)算得出,即\(M=\frac{m_{佳}}{V}\times Q\)。

除氟凝聚劑的佳用量與除氟效果之間存在著密切的關(guān)系,通常呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):
劑量 - 效果關(guān)系曲線
在一定范圍內(nèi),隨著除氟凝聚劑用量的增加,除氟效果逐漸增強(qiáng)。這是因?yàn)槟蹌┑脑黾訒?huì)提供更多的有效成分,與氟離子發(fā)生反應(yīng)或通過(guò)吸附、絡(luò)合等作用將氟離子去除。當(dāng)凝聚劑用量達(dá)到某一特定值時(shí),除氟效果達(dá)到佳,此時(shí)水中的氟離子濃度可降至低,達(dá)到預(yù)期的處理目標(biāo)。然而,如果繼續(xù)增加凝聚劑的用量,除氟效果可能不會(huì)繼續(xù)明顯提升,甚至可能出現(xiàn)下降的情況。
佳用量點(diǎn)
在除氟過(guò)程中存在一個(gè)佳用量點(diǎn)。在該點(diǎn)處,凝聚劑能夠與水中的氟離子充分反應(yīng),形成穩(wěn)定的絮凝體,實(shí)現(xiàn)的固液分離,使氟離子被大限度地去除。此時(shí),凝聚劑的投加量既了氟離子的去除效果,又避免了因過(guò)量投加導(dǎo)致的資源浪費(fèi)和可能產(chǎn)生的負(fù)面影響,如水質(zhì)惡化、成本增加等。

除氟凝聚劑的佳用量受水體 pH 值的影響,這是因?yàn)?pH 值會(huì)改變凝聚劑的水解形態(tài)、氟離子的存在形式及兩者之間的反應(yīng)機(jī)制。以下是具體的分析:
影響凝聚劑的水解:不同的除氟凝聚劑在不同 pH 值下的水解程度和水解產(chǎn)物不同。以鋁鹽類凝聚劑為例,在酸性條件下,鋁離子主要以水合離子形式存在,隨著 pH 值升高,逐漸水解生成各種羥基鋁離子,如
Al(OH)
2+
、
Al(OH)
2
+
?
等,當(dāng) pH 值進(jìn)一步升高到一定范圍時(shí),會(huì)形成氫氧化鋁膠體
Al(OH)
3
?
。而在堿性較強(qiáng)的條件下,氫氧化鋁膠體又會(huì)與氫氧根離子反應(yīng)生成偏鋁酸鹽,導(dǎo)致膠體數(shù)量減少,吸附能力下降。對(duì)于鐵鹽類凝聚劑,如聚合硫酸鐵,在不同 pH 值下也會(huì)有類似的水解過(guò)程,生成不同的羥基鐵離子和氫氧化鐵膠體。只有在合適的 pH 值范圍內(nèi),凝聚劑水解產(chǎn)生的膠體才能具有良好的吸附和絮凝性能,從而有效去除氟離子,此時(shí)所需的凝聚劑用量相對(duì)較少。如果 pH 值偏離這個(gè)范圍,為達(dá)到相同的除氟效果,就需要增加凝聚劑的用量。
改變氟離子的存在形式:水體 pH 值會(huì)影響氟離子的存在形式。在酸性條件下,氟離子可能會(huì)與氫離子結(jié)合形成氫氟酸(HF),氫氟酸是一種弱酸,在水中部分電離。隨著 pH 值升高,氫氟酸逐漸電離成氟離子,當(dāng) pH 值較高時(shí),氟離子主要以游離態(tài)存在。而凝聚劑對(duì)不同存在形式的氟的去除效果不同,一般來(lái)說(shuō),凝聚劑對(duì)游離態(tài)氟離子的去除效果較好。因此,pH 值的變化會(huì)影響氟離子與凝聚劑之間的作用,進(jìn)而影響凝聚劑的佳用量。例如,在酸性較強(qiáng)的水體中,由于氟離子部分以氫氟酸形式存在,可能需要更多的凝聚劑來(lái)促使氫氟酸電離并與氟離子反應(yīng),以達(dá)到較好的除氟效果。